금, 은, 백금 주얼리 주조용 왁스 모형 나무를 제작하는 방법
3가지 일반적인 작업에 대한 기본 원칙과 운영 기술
왁스 모형 나무 심기라고도 하는 왁스 모형 트리 제작은 준비된 왁스 몰드를 왁스 용접기를 사용하여 특정 요구 사항과 배열 순서에 따라 왁스로드에 겹겹이 용접하여 궁극적으로 큰 나무와 유사한 왁스 모형 트리를 만드는 작업입니다. 나중에 왁스 트리는 석고 타설과 같은 공정에 사용됩니다. 왁스 모형 트리를 심기 위한 기본 요건은 왁스 몰드를 일정한 간격을 유지하면서 질서 있게 배열하고 대량 생산 요구 사항을 충족하기 위해 가능한 한 많은 왁스 몰드를 왁스 모형 트리에 용접해야 한다는 것입니다.
왁스 모델 트리는 주입 시스템과 왁스 몰드로 구성됩니다. 주입 시스템은 액체 금속을 금형의 캐비티로 유입하는 채널입니다. 주입 시스템이 합리적으로 설계되었는지 여부는 금형의 충진, 주물의 품질 및 공정의 수율에 큰 영향을 미칩니다. 주입 시스템에는 일반적으로 트리 헤드, 트리 코어 및 스프 루와 같은 구성 요소가 포함되며 때로는 벤트 라인도 설정됩니다. 트리 헤드는 용융 금속을 받는 데 사용되는 주입 컵 역할을 하고, 트리 코어는 직접 주입 채널에 해당하며 라이저의 기능도 수행하며, 트리 코어와 왁스 몰드를 연결하는 채널을 스프 루라고 하며 내부 주입 채널과 라이저 채널의 역할을 합니다. 스프 루는 충분히 두꺼워야 하며 왁스 몰드 및 트리 코어와의 연결 지점은 날카로운 각도나 오목한 부분이 없이 매끄러워야 합니다. 복잡한 모양의 왁스 몰드에는 여러 개 또는 보조 스프 루를 설정해야 합니다. 스프 루의 길이는 적절해야하며 그 위치는 주물의 구조, 재료 및 붓는 방법과 같은 요소와 관련이 있습니다. 왁스 모형 나무를 심을 때 왁스 몰드는 모양, 크기 및 유형에 따라 나무 코어에 배포할 수 있습니다. 심은 왁스 몰드는 서로 너무 가깝지 않아야 하며, 그렇지 않으면 해당 영역의 석고 몰드 벽이 너무 얇아져 균열이 생기기 쉽습니다.
이 프로젝트를 통해 금은 주얼리의 진공 주조, 금은 주얼리의 원심 주조, 플래티넘 주얼리를 위한 왁스 모형 트리 제작의 기본 원리와 작동 기술을 세 가지 대표 및 수업 후 확장 과제를 통해 습득할 수 있습니다.
왁스 몰드 구조
목차
섹션 I 금은 주얼리 진공 주조용 밀랍 모형 나무 만들기
1. 배경 지식
1.1 스프 루 수정
1.2 왁스 세팅 주물용 스프 루 설계
1.3 왁스 모델 트리 제작(왁스 모델 트리 만들기)
왁스 모형 나무를 심을 때는 일반적으로 왁스 코어(즉, 메인 스프 루)를 고무 베이스에 삽입하는 것이 가장 좋습니다. 왁스 코어는 그림 4-2에 표시된 것처럼 알루미늄 합금 몰드를 사용하여 만들 수 있습니다. 왁스 코어는 일반적으로 원통형이며 강철 접시의 높이에 따라 길이가 결정될 수 있습니다. 왁스를 심기 위한 고무 베이스는 나무의 뿌리에 해당하는 것으로, 왁스 모형 나무를 똑바로 세워서 심기 쉽게 하고 다음 단계인 석고 슬러리를 붓는 과정을 밀봉하여 몰드의 붓는 컵을 형성하는 역할을 합니다.
왁스 코어에 왁스 몰드를 심을 때는 그림 4-3과 같이 나선형 방법을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 첫째, 나선형 방식은 무질서하거나 평평하게 심는 방식에 비해 미관상 보기 좋고 공간을 절약할 수 있어 더 많은 왁스 몰드를 심을 수 있고 생산 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 캐스트 트리에서 주물을 절단하는 공정 속도를 크게 높여 생산 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 용융 금속을 더 원활하게 채우고 열을 더 균일하게 방출하여 용융 금속과 석고 가루 사이에 반응을 일으켜 가스 구멍이나 모래 구멍과 같은 결함이 발생할 수 있는 석고 몰드 내의 지나치게 높은 국부 온도를 방지할 수 있습니다. 마지막으로 나선형 플랜팅 방식은 석고 슬러리를 추가하고 진공 청소기로 청소할 때 더 많은 기포가 빠져나가 주물에 비드 형성과 같은 결함이 발생할 가능성을 줄여줍니다.
그림 4-2 알루미늄 합금 왁스 코어용 금속 몰드
그림 4-3 나선형 방식으로 배열된 왁스 몰드
그림 4-4 왁스 코어와 브랜치 스프 루 사이의 각도
그림 4-5 왁스 몰드 사이의 거리
그림 4-6 스틸 플라스크에서 왁스 모델 트리의 위치
1.4 왁스 모형 나무를 만들기 위한 보조 도구
(1) 왁스 모델 나무 심는 기계(그림 4-7)
이 장치는 작동하기 쉽고 가성비가 높습니다. 베이스 디스크와 사이드 로드가 통합되어 있으며 알루미늄 합금으로 제작되어 유연한 다각도 조절이 가능한 조절 장치가 있습니다. 이동식 로드 장치는 위아래로 움직일 수 있고 베이스 디스크는 360° 자유롭게 회전할 수 있습니다.
(2) 고무 베이스 턴테이블(그림 4-8)
이 도구는 구조가 간단하고 사용하기 쉬우며 주로 고무 받침대를 고정하는 데 사용됩니다. 턴테이블은 자유롭게 회전할 수 있고 다각도로 조절할 수 있는 조정 장치가 장착되어 있어 왁스 모델 나무를 심을 때 다양한 각도로 유연하게 작동할 수 있습니다.
(3) 왁스 용접기(그림 4-9) 또는 전기 납땜 인두
왁스 용접기의 온도는 빠른 가열 속도와 50~200℃의 온도 범위로 조절할 수 있으며, 유연한 왁스 용접 펜이 있어 왁싱 작업을 더욱 원활하게 하고, 풋 컨트롤러를 통해 펜 팁을 즉시 가열 및 냉각할 수 있습니다.
그림 4-8 고무 베이스 턴테이블
그림 4-9 왁스 용접기
2. 작업 구현
(1) 준비 작업
내장된 남성용 링 왁스 몰드, 직경 10mm의 왁스 코어, 전기 납땜 인두, 내경 4인치의 고무 베이스, 고무 바닥 턴테이블 또는 왁스 모형 나무 심기 기계를 준비합니다. 왁스 코어의 길이는 그림 4-11에 표시된 것처럼 강철 플라스크의 높이에 따라 선택할 수 있습니다.
(2) 왁스 모델 나무 심기
왁스 몰드는 원형 고무 베이스에 심어야 하며, 이 고무 베이스의 내경은 스틸 플라스크의 외경과 일치해야 합니다. 일반적으로 고무 베이스의 내경은 3인치, 3.5인치, 4인치의 사양으로 제공됩니다. 베이스 중앙에는 구형의 오목한 돌출부가 있고 가운데에 원형 홈이 있으며, 그 지름은 왁스 코어의 지름과 비슷합니다. 왁스 모형 나무를 심는 단계는 다음과 같습니다.
그림 4-12와 같이 왁스 모형 나무를 심기 전에 먼저 고무 베이스의 무게를 측정하고, 표시하고, 기록해야 합니다.
고무 베이스의 원형 구멍에 왁스 코어를 삽입하고 소량의 왁스 액체로 고정합니다. 고무 베이스는 왁스 모델 나무 심는 기계(또는 고무 베이스 턴테이블)로 작동하거나 받침대를 세워 기울여 사용할 수 있습니다. 전기 납땜 인두의 온도를 조정하고 납땜 팁을 사용하여 왁스 코어에 작은 구멍을 만들고 왁스 몰드 스프 루를 빠르게 삽입하고 왁스 몰드를 안정적으로 유지 한 다음 그림 4-13과 같이 왁스 액체가 약간 굳을 때까지 기다렸다가 해제합니다. 이때 스프 루와 왁스 코어 사이의 각도는 45°이며 왁스 몰드 사이에 최소 2mm의 간격이 있어야 합니다.
그림 4-12 고무 베이스 무게 측정
그림 4-13 왁스 모델 트리 심기
전체 왁스 모델 트리가 완성될 때까지 왁스 코어에 왁스 몰드를 한 층씩 용접하고 마지막으로 트리 모양의 왁스 몰드 컬렉션을 얻습니다. 왁스 몰드를 용접할 때는 그림 4-14와 같이 왁스 코어의 아래쪽(아래에서 위로)에서 시작하거나 그림 4-15와 같이 왁스 코어의 위쪽(위에서 아래로)에서 시작할 수 있습니다. 왁스 모델 트리를 능숙하게 조작하면 두 방법 간에 큰 차이가 없습니다. 그러나 왁스 코어의 윗부분(위에서 아래로)에서 시작하는 방법이 일반적으로 사용되는 이유는 이 방법의 가장 큰 장점은 녹은 왁스가 용접된 왁스 몰드에 떨어지는 것을 방지하여 왁스의 흘러내림으로 인한 재작업을 피할 수 있다는 점입니다.
그림 4-14 왁스 모델 트리를 아래에서 위로 심기
그림 4-15 왁스 모델 트리를 위에서 아래로 심기
왁스 모델 트리를 심은 후 그림 4-16과 같이 다시 무게를 측정합니다. 왁스 모델 트리의 질량은 두 번의 계량 결과를 빼면 얻을 수 있습니다. 왁스 모델 트리의 질량은 파라핀 왁스와 주조 금속의 밀도 비율에 따라 금속의 질량으로 변환할 수 있으며, 이를 통해 타설에 필요한 금속의 양을 추정할 수 있습니다. 일반적으로 H65 황동: 왁스=8.5:1, 은: 왁스=10.5:1, 금: 왁스=15.5:1입니다.
카피라이팅 @ 소블링.쥬얼리 - Sobling. 맞춤형 주얼리 제조업체, OEM 및 ODM 주얼리 공장
섹션 II 원심력 금은 주얼리 주조용 왁스 모델 트리 만들기
1. 배경 지식
1.1 원심 주조
원심 주조는 그림 4-17과 같이 용융 금속을 회전하는 금형에 붓고 용융 금속이 금형을 채우고 원심력에 의해 응고되는 방식입니다. 원심 주조 공정의 장점과 단점은 다음과 같습니다.
(1) 장점
회전하는 동안 액체 금속은 원심력에 의해 금형을 채우며(그림 4-18), 빠른 충전 속도와 높은 생산 효율로 특히 체인이나 귀걸이와 같은 작은 액세서리를 붓는 데 적합합니다. 밀도가 높은 금속은 외벽으로 밀려나고 가벼운 기체와 슬래그는 표면으로 자유롭게 이동하여 바깥쪽에서 안쪽으로 방향성 응고를 형성합니다. 따라서 수축 조건이 양호하고 주조 구조가 조밀하며 기계적 특성이 좋습니다.
그림 4-17 원심 주조 회전 방법
그림 4-18 원심 주물 충전
(2) 단점
정적 주조에 비해 전통적인 원심 주조에는 몇 가지 단점이 있습니다: 빠른 충전 속도로 인해 금속 액체는 주입 중에 심한 난류를 경험하여 가스 포획 및 기공 형성 가능성을 높입니다. 금형 캐비티 내의 가스 배출 속도가 상대적으로 느려 금형 내 배압이 높아 기공 형성 가능성이 높아집니다. 충전 용량이 너무 강하면 금속 액체가 금형 벽에 강한 세정 작용을하여 금형 균열 또는 박리를 쉽게 유발하고, 또한 주입 중에 슬래그가 금속 액체와 함께 금형 캐비티로 유입 될 수 있습니다. 원심력에 의해 생성되는 높은 충전 압력으로 인해 원심분리기의 안전 범위 내에서 주조할 수 있는 최대 금속 양이 정적 주조기보다 적습니다. 또한 원심 주조 챔버의 크기가 더 크기 때문에 일반적으로 불활성 가스 용융은 덜 일반적으로 사용됩니다.
1.2 원심 주조 방법을 사용한 왁스 모델 트리 제작 시 주의사항
(1) 왁스 몰드는 위쪽으로 기울어져 왁스 코어에 용접되며 일반적으로 왁스 몰드와 왁스 코어 사이의 각도는 45-60 °이고 스프 루 길이는 10mm입니다. 진공 주조 방법에 비해 원심 주조 방법을 사용할 때 왁스 코어와 워터 라인 사이의 각도가 더 작습니다.
(2) 왁스 몰드가 작고 구조가 복잡한 경우 경사각이 더 작을 수 있습니다. 경사각이 작을수록 금속 액체가 아래쪽으로 흐르기 때문에 주조 성공 확률이 높아집니다(붓는 동안 왁스 모델 트리 캐비티는 거꾸로 된 상태입니다). 왁스 모델 트리를 심을 때는 먼저 그림 4-19와 같이 방사형 수평 주입 채널을 용접합니다. 그런 다음 그림 4-20과 같이 왁스 몰드를 수평 주입 채널에 수직으로 용접하여 금속 액체의 수평 흐름을 더 잘 수용합니다.
(3) 왁스 몰드는 왁스 모델 트리의 상단에서 아래쪽으로 왁스 코어를 중심으로 질서정연하게 한 층씩 심습니다. 왁스 몰드는 최소 3mm의 거리를 유지하면서 서로 닿지 않도록 밀착하여 배치해야 합니다. 왁스 몰드와 왁스 코어 사이의 최소 거리는 8mm이며, 가장 높은 왁스 몰드는 스틸 플라스크의 상단 아래에 있어야 합니다.
그림 4-19 방사형 수평 주입 채널
그림 4-20 원심 주조 시스템
2. 작업 구현
왁스 모델 트리를 만들기 위해 이 작업에서는 펜던트 스타일이 내장된 왁스 몰드와 내경 3.5인치의 고무 받침대를 사용합니다.
(1) 준비 작업
펜던트 스타일의 왁스 몰드, 직경 8mm의 왁스 코어, 납땜 인두, 내부 코어가 3.5인치인 고무 베이스, 접착제 베이스 턴테이블 또는 왁스 모형 나무 심기 기계를 준비합니다(왁스 코어의 길이는 강철 플라스크의 높이에 따라 선택할 수 있습니다).
(2) 왁스 모델 나무 심기
왁스 몰드는 강철 플라스크의 외경과 일치하는 내경을 가진 원형 고무 받침대 위에 심어야 합니다. 왁스 모형 나무를 심는 단계는 다음과 같습니다.
왁스 모형 나무를 심기 전에 먼저 고무 베이스의 무게를 측정하고 표시해야 합니다.
고무 베이스의 둥근 구멍에 왁스 코어를 삽입하고 소량의 왁스 액체로 고정하고 고무 베이스를 들어 비스듬히 놓고 전기 납땜 인두의 온도를 조정하고 먼저 방사형 수평 러너를 왁스 코어에 용접한 다음 그림 4-21과 같이 왁스 몰드 스프루를 방사형 수평 러너에 수직으로 순차적으로 용접하여 왁스 몰드 사이에 3mm 간격을 둡니다.
그림 4-22와 같이 전체 왁스 트리가 완성될 때까지 왁스 몰드를 수평 러너에 한 층씩 용접하여 최종적으로 나무 모양의 왁스 몰드 어셈블리를 얻습니다.
그림 4-21 왁스 몰드를 방사형 수평 러너에 용접하기
그림 4-22 왁스 몰드를 수평 러너에 레이어별로 용접하기
(3) 왁스 모델 트리의 품질 확인
왁스 모델 트리를 심은 후 왁스 모델 트리를 부드럽게 흔들거나 진동시켜 왁스 몰드가 단단히 용접되었는지 확인할 수 있습니다. 단단히 용접되지 않은 경우 석고 타설 중에 왁스 몰드가 떨어지기 쉬워 주조 품질에 영향을 미칩니다. 마지막으로 왁스 몰드 사이에 충분한 간격이 있는지 확인합니다. 왁스 몰드가 서로 붙어 있으면 분리해야 하며, 왁스 모델 트리의 왁스 방울은 칼날로 다듬어야 합니다.
(4) 보조 계량
전체 왁스 모델 트리의 무게를 다시 측정하고 두 번의 무게 측정 결과를 빼면 왁스 모델 트리의 질량을 구할 수 있습니다. 그런 다음 주조 금속에 대한 왁스 모델 트리의 밀도 비율에 따라 이를 금속의 질량으로 변환하여 붓는 데 필요한 금속의 양을 추정할 수 있습니다.
섹션 III 플래티넘 주얼리용 왁스 모델 트리 생산
1. 배경 지식
1.1 플래티넘의 주조 속성
1.2 플래티넘의 캐스팅 방법
기존 플래티넘 주조 공정은 주로 다음과 같은 주조 방법을 사용합니다:
(1) 대형 직접 붓기 채널 설정 방법
이 방법은 왁스 트리를 만들 때 금은 보석을 주조하는 것과 유사한 기술을 사용하며, 내부 붓는 채널이 직접 붓는 채널과 45°의 각도를 이룹니다. 그림 4-23에 표시된 것처럼 붓는 채널은 매우 깁니다. 이로 인해 용융 된 백금이 붓는 동안 원심력의 작용으로 금형 끝까지 빠르게 돌진 한 다음 다시 접혀서 캐비티를 채우므로 심한 난류가 쉽게 발생하여 주물이 불완전하게 채워집니다. 또한 강한 원심력으로 인해 금형 상단이 폭발할 위험도 있습니다. 또한 이 방법은 공정 수율이 낮습니다.
(2) 주물을 붓는 컵에 직접 연결하는 방법
이 방법은 그림 4-24와 같이 직접 주입 채널이 없지만 주물을 주입 컵에 직접 연결하고 각 주물에는 독립적인 내부 주입 채널이 있습니다. 이 방법은 공정 수율을 향상시킬 수 있지만 금형당 생산되는 주물의 수는 매우 적습니다. 생산 과정에서 주물 수를 늘리기 위해 주물의 내부 주입 채널 사이의 거리가 줄어들어 주입 중에 내부 주입 채널 사이의 금형 벽이 씻겨 내려가 파손되기 쉬워 금형에 모래 구멍이나 내포물과 같은 결함이 발생하여 주물의 품질에 영향을 미칩니다.
(3) 방사형 주입 시스템 설정 방법
이 방법은 깔때기 모양의 스프 루 컵, 직선 스프 루 및 교차 스프 루를 설정하여 스포크 모양의 링 모양의 스프 루를 형성하고 그림 4-25와 같이 여러 보석 주물을 내부 스프 루를 통해 링 모양의 교차 스프 루에 수직으로 연결합니다. 이 방법은 액체 금속이 캐비티로 들어가는 방향에 도움이되어 난류를 줄이고 액체 금속이 주물에 미치는 영향을 줄여 주조 수를 늘립니다. 그림 4-24 주물을 스프 루 컵에 직접 연결.
2. 작업 구현
이 작업은 세팅 구멍이 있는 반지, 전기 납땜 인두, 흡수지, 강철 플라스크 등의 왁스 모델을 사용하여 플래티넘 주얼리용 왁스 트리를 만듭니다.
(1) 준비 작업
먼저 그림 4-26과 같이 전자 저울을 사용하여 흡수지의 품질을 측정하고 기록합니다. 준비된 왁스 모형 보온컵을 전기 납땜 인두로 흡수지 중앙에 용접하고 보온컵의 바깥쪽 가장자리를 따라 틈새를 남기지 않고 밀봉합니다.
(2) 방사형 수평 타설 채널 용접하기
쏟아지는 컵의 중앙에 방사형 수평 러너를 용접하여 날카로운 모서리 없이 이음새가 부드럽게 전환되도록 합니다.
(3) 왁스 모델 용접하기
환형 러너에 왁스 모델을 소량의 왁스 액체로 밀봉하고 왁스 모델을 비스듬히 세워서 납땜 인두의 온도를 조정한 다음 그림 4-27과 같이 왁스 모델이 3mm 간격으로 원으로 깔끔하게 배열되도록 방사형 수평 러너에 순차적으로 왁스 모델의 스프 루를 용접합니다.
(4) 왁스 모델 트리 무게 측정하기
모든 왁스 틀을 심은 후 무게를 측정하고 최종 무게에서 흡수지의 무게를 빼서 왁스 틀의 무게를 구합니다. 그런 다음 그림 4-28과 같이 백금에 대한 왁스 모델 트리의 밀도 비율에 따라 금속 중량을 계산했습니다.
One Response
학생들에게 보석을 만드는 과정을 안내하고 싶습니다. 솔리드스케이프 프린터를 가지고 있는데 조언을 구하고 있습니다.